Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Composant majeur des systèmes automatisés de production, l'automate programmable industriel (API) s'est vendu à des millions d'exemplaires. L'article s'efforce d'abord de définir l'API par ses caractéristiques dominantes, en premier lieu la résistance à l'environnement industriel. Les éléments constitutifs de tout API, processeur, mémoire, entrées/sorties sont passés en revue, ainsi que les fonctions de base, les langages spécifiques, et les fonctions particulières, dites fonctions métier. La communication industrielle, intégrant l'API dans un système global de traitement de l'information, et la sécurité, celle de l'API lui-même et celle qu'il peut contribuer à garantir, sont ensuite examinées. Un exemple de mise en oeuvre dans le domaine manufacturier, en association à des PC et des robots, concrétise les notions présentées et illustre l'adaptation de l'API à la fois aux techniques de pointe et à des matériels de conception plus ancienne.
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Michel BERTRAND : Docteur-ingénieur
INTRODUCTION
Source de méfiance et d'inquiétude lors de son apparition dans un monde industriel où l'électronique était rare, l'automate est devenu un produit banal ne donnant pas lieu à des annonces technico-commerciales spectaculaires. Certains aujourd'hui le voient comme une simple parcelle particulière du monde du PC, ou au mieux comme un composant transparent pour l'utilisateur. En fait, paradoxalement, vu sa grande diffusion, il s'est fait oublier, et est finalement méconnu.
Il possède pourtant des qualités propres qui le rangent dans une catégorie spécifique d'organes de commande, à côté notamment des PC, des microcontrôleurs, des systèmes numériques de contrôle-commande (SNCC), des contrôleurs d'automatismes programmables (PAC) : robustesse dans des conditions industrielles, positionnement temps réel, variété de configurations, de tailles et de présentations, facilité de programmation par des non-spécialistes, intégration aisée à des ensembles-métier dans nombre d'applications. Ses limites en mémoire et capacité de traitement peuvent être dépassées par une judicieuse association avec d'autres systèmes numériques, via des réseaux locaux industriels.
Le développement de nombreuses fonctions métier, sous forme de modules logiciels et/ou matériels, celui concomitant de nouveaux moyens de communication et d'outils logiciels appropriés facilitant sa mise en réseau, entraînant ainsi une diminution du câblage et la possibilité d'une programmation à plus haut niveau, en font un bon organe de la production automatisée flexible, prenant en compte les exigences actuelles en matière de sûreté de fonctionnement.
L'expertise technique et scientifique de référence
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- Version archivée 1 de mars 2001 par Michel BERTRAND
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Conclusion
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6. Exemples d'application
Comme exemple principal, nous avons choisi une ligne flexible de production. Ce choix illustre les multiples utilisations de l'API et sa souplesse d'intégration dans un ensemble assez vaste, où son rôle pourtant essentiel n'est pas ce qui frappe immédiatement l'observateur. Fait significatif, les grands constructeurs d'automates se sont rapidement intéressés à ce secteur, et s'y sont fortement investis. Schneider, par exemple, a un ensemble pédagogique de cette nature à son catalogue, et une filiale spécialisée dans les installation industrielles.
6.1 Ligne flexible de production
6.1.1 Rôle et structure mécanique
La ligne présentée ici, montée au centre de Lille d'Arts et Métiers ParisTech en 2004-2005, allie une conception actuelle d'intégration numérique poussée à la récupération de parties opératives dont la durée de vie est très supérieure à celle du matériel informatique. L'API, dont la longévité est elle-même supérieure à celle de ce matériel, s'adapte parfaitement à cette situation, ses multiples modes de communication lui permettant de se relier à différentes générations d'organes de production.
Cette ligne a été conçue sur le modèle d'une ligne synchrone automobile pour fabriquer des petites pièces de tailles et formes différentes. L'objet prototype, illustré sur la figure 9, est l'élément principal d'un jouet en bois ; il est composé de cinq éléments à assembler : un corps, trois pieds, une étiquette.
Ce jouet doit pouvoir être fabriqué en deux tailles différentes et le fonctionnement doit être entièrement automatisé. Pour cela, trois postes de travail sont répartis sur un convoyeur : un double (1 chargement/encollage et 4 étiquetage/déchargement), un d'assemblage (2) un de séchage par air chaud pour durcir la colle (3). La figure 10 traduit cette conception.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HUSSON (R.) et autres - Automatique. Du cahier des charges à la réalisation de systèmes - Dunod (2007).
-
(2) - GODOY (E.) et autres - Régulation automatique - Dunod (2007).
-
(3) - GLASER (A.) - Sécurité ou disponibilité ? Les deux ! - Mesures, n° 777 (Septembre 2005).
-
(4) - HARDOUIN (P.) - Renaissance dans l’atelier, sans incidence pour bébé - Mesures, n° 778 (Octobre 2005).
-
(5) - BERTRAND (M.) et autres - La plate-forme technologique Agile Systems Engineering : un lieu d'échanges pédagogie-recherche-transfert - 11e Colloque National AIP PRIMECA, La Plagne (22-24 avril 2009).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Supervision : outil de mesure de la production
ANNEXES
École d'ingénieurs du Canton de Vaud (consulté en mars 2010)
GEEA (consulté en février 2010)
http://www.geea.org/IMG/pdf/LES_AUTOMATES_PROGRAMMABLES_INDUSTRIELS_pour_GEEA.pdf
HU Jean-Louis, L'Automate Programmable Industriel (consulté en février 2010)
http://pagesperso-orange.fr/hu.jean-louis/ressourc/auto/pdf/api.pdf
Université catholique de Louvain, cellule de recherche Architecture et climat (consulté en avril 2010)
http://www.energieplus-lesite.be
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NF EN 61131, UTE Automates programmables : éditée et diffusée par l’Union Technique de l’Électricité (reprend la CEI 1131 ; en anglais).
NF EN 61131-1 ((décembre 2004)), Partie 1 : informations générales – Elle spécifie les fonctions d'entrée de programme, d'essais, de supervision, des systèmes d'exploitation.
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